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特開2022-37910ガスタービン整列アセンブリおよび方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022037910
(43)【公開日】2022-03-09
(54)【発明の名称】ガスタービン整列アセンブリおよび方法
(51)【国際特許分類】
   F02C 7/20 20060101AFI20220302BHJP
   F01D 15/10 20060101ALI20220302BHJP
   F01D 25/00 20060101ALI20220302BHJP
   F02C 6/00 20060101ALI20220302BHJP
【FI】
F02C7/20 A
F01D15/10 D
F01D25/00 X
F02C6/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021133738
(22)【出願日】2021-08-19
(31)【優先権主張番号】P.435087
(32)【優先日】2020-08-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】PL
(31)【優先権主張番号】17/025,660
(32)【優先日】2020-09-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(72)【発明者】
【氏名】トー・ヴイ.・グエン
(72)【発明者】
【氏名】トゥイ・シー.・フィン
(72)【発明者】
【氏名】ヴィネット・セティ
(72)【発明者】
【氏名】ピョートル・クシシュトフ・ジエンシオウ
(57)【要約】      (修正有)
【課題】ガスタービンシステムの構成要素を整列および/またはレベリングするためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】ガスタービンシステムは、命令を記憶するメモリ74と、様々な機能を実施するための命令を実行するように構成されたプロセッサ76とを含む。機能は、ガスタービンと負荷との間の相対位置および/または配向を示すデータ信号52を受信することと、相対位置および/または配向を示すデータ信号に基づいて、ガスタービン、負荷、またはその両方の目標移動を決定することとを含む。機能はまた、目標移動に基づいて、整列アセンブリの調整パッド90、油圧シリンダ、またはその両方の少なくとも1つの制御コマンド82を決定することを含み、整列アセンブリは、ガスタービンまたは負荷に結合される。機能はまた、少なくとも1つの制御コマンドを介して調整パッド、油圧シリンダ、またはその両方の移動を制御することを含む。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスタービンシステム(10)であって、
命令を記憶するメモリ(74)と、
プロセッサ(76)であって、前記プロセッサ(76)が、
前記ガスタービンシステム(10)のガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の負荷(14)との間の相対位置および/または配向を示すデータ信号(52)を受信し、
前記相対位置および/または配向を示す前記データ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の目標移動を決定し、
前記目標移動に基づいて、整列アセンブリ(24)の調整パッド(90)、油圧シリンダ(92)、またはその両方の少なくとも1つの制御コマンド(82)を決定し、前記整列アセンブリ(24)は、前記ガスタービン(12)または前記負荷(14)に結合され、
前記少なくとも1つの制御コマンド(82)を介して前記調整パッド(90)、前記油圧シリンダ(92)、またはその両方の移動を制御する
ための前記命令を実行するように構成されたプロセッサ(76)と
を備える、ガスタービンシステム(10)。
【請求項2】
前記整列アセンブリ(24)は、前記ガスタービンシステム(10)の前記ガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の前記負荷(14)との間の前記相対位置および/または配向を決定するように構成された少なくとも1つのレーザ整列装置(40、42)をさらに備え、前記プロセッサ(76)は、前記少なくとも1つのレーザ整列装置(40、42)から前記データ信号(52)を受信するように構成される、請求項1に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項3】
前記少なくとも1つのレーザ整列装置(40、42)は、レーザ送信機(40)、レーザ受信機(42)、またはその両方を備える、請求項2に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項4】
前記少なくとも1つのレーザ整列装置(40、42)は、赤外線送信機(40)、赤外線受信機(42)、またはその両方を備える、請求項2に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項5】
前記ガスタービン(12)のガスタービンシャフト(18)と、
前記負荷(14)の負荷シャフト(20)と、
前記ガスタービンシャフト(18)または前記負荷シャフト(20)の一方に配置されたレーザ整列送信機(40)と、
前記ガスタービンシャフト(18)または前記負荷シャフト(20)の他方に配置されたレーザ整列受信機(42)と
を備える、請求項1に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項6】
前記プロセッサ(76)は、前記プロセッサ(76)が、
前記ガスタービンシステム(10)の前記ガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の前記負荷(14)との間の変化した相対位置および/または配向を示す追加のデータ信号(52)を受信し、
前記変化した相対位置および/または配向を示す前記追加のデータ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の実際の移動を決定する
ための前記命令を実行するように構成される、請求項1に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項7】
前記プロセッサ(76)は、前記プロセッサ(76)が、
前記実際の移動と前記目標移動との間の差を決定し、
前記変化した相対位置および/または配向を示す前記追加のデータ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の追加の目標移動を決定し、
前記追加の目標移動、および前記実際の移動と前記目標移動との間の前記差に基づいて、前記調整パッド(90)、前記油圧シリンダ(92)、またはその両方の追加の少なくとも1つの制御コマンド(82)を決定する
ための前記命令を実行するように構成される、請求項6に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項8】
前記プロセッサ(76)は、前記プロセッサ(76)が、前記追加の少なくとも1つの制御コマンド(82)を介して前記調整パッド(90)、前記油圧シリンダ(92)、またはその両方の追加の移動を制御するための前記命令を実行するように構成される、請求項7に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項9】
前記プロセッサ(76)は、前記プロセッサ(76)が、
前記ガスタービンシステム(10)の前記ガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の前記負荷(14)との間の変化した相対位置および/または配向を示す追加のデータ信号(52)を受信し、
前記変化した相対位置および/または配向を示す前記追加のデータ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の実際の移動を決定し、
前記変化した相対位置および/または配向を示す前記追加のデータ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の追加の目標移動を決定し、
前記追加の目標移動、および前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の前記実際の移動に基づいて、前記調整パッド(90)、前記油圧シリンダ(92)、またはその両方の追加の少なくとも1つの制御コマンド(82)を決定する
ための前記命令を実行するように構成される、請求項1に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項10】
前記調整パッド(90)であって、前記整列アセンブリ(24)が結合される前記ガスタービン(12)または前記負荷(14)の一方の側方移動を引き起こすように制御されるように構成される前記調整パッド(90)と、
前記油圧シリンダ(92)であって、前記整列アセンブリ(24)が結合される前記ガスタービン(12)または前記負荷(14)の一方の垂直移動を引き起こすように制御されるように構成される前記油圧シリンダ(92)と
を備える、請求項1に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項11】
前記調整パッド(90)であって、前記ガスタービン(12)の移動を引き起こすように制御されるように構成される前記調整パッド(90)と、
前記負荷(14)の移動を引き起こすように制御されるように構成された追加の調整パッド(90)であって、前記負荷(14)に結合される追加の調整パッド(90)と
を備える、請求項1に記載のガスタービンシステム(10)。
【請求項12】
ガスタービンシステム(10)を整列させるための方法(200)であって、
レーザ整列アセンブリ(24)から、前記ガスタービンシステム(10)のガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の負荷(14)との間の相対位置および/または配向を示すデータ信号(52)を受信すること(202)と、
コントローラ(72)を介して、前記相対位置および/または配向を示す前記データ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の目標移動を決定すること(204)と、
前記目標移動に基づいて、および前記コントローラ(72)を介して、整列アセンブリ(24)の調整パッド(90)、油圧シリンダ(92)、またはその両方の少なくとも1つの制御コマンド(82)を決定すること(206)であって、前記整列アセンブリ(24)は、前記ガスタービン(12)または前記負荷(14)に結合されることと、
前記コントローラ(72)を介して、前記少なくとも1つの制御コマンド(82)を介して前記調整パッド(90)、前記油圧シリンダ(92)、またはその両方の移動を制御すること(208)と
を含む、方法(200)。
【請求項13】
前記レーザ整列アセンブリ(24)のレーザ送信機(40)および前記レーザ整列アセンブリ(24)のレーザ受信機(42)を介して、前記ガスタービンシステム(10)の前記ガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の前記負荷(14)との間の前記相対位置および/または配向を決定することを含む、請求項12に記載の方法(200)。
【請求項14】
前記ガスタービンシステム(10)の前記ガスタービン(12)と前記ガスタービンシステム(10)の前記負荷(14)との間の変化した相対位置および/または配向を示す追加のデータ信号(52)を受信すること(209)と、
前記変化した相対位置および/または配向を示す前記追加のデータ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の実際の移動を決定すること(210)と、
前記変化した相対位置および/または配向を示す前記追加のデータ信号(52)に基づいて、前記ガスタービン(12)、前記負荷(14)、またはその両方の追加の目標移動を決定すること(204)と、
前記追加の目標移動、および
前記実際の移動、または前記実際の移動と前記目標移動との間の差
に基づいて、前記調整パッド(90)、前記油圧シリンダ(92)、またはその両方の追加の少なくとも1つの制御コマンド(82)を決定すること(206)と
を含む、請求項12に記載の方法(200)。
【請求項15】
前記ガスタービン(12)のガスタービンシャフト(18)または前記負荷(14)の負荷シャフト(20)の一方に前記レーザ整列アセンブリ(24)のレーザ整列送信機(40)を位置決めすることと、
前記ガスタービンシャフト(18)または前記負荷シャフト(20)の他方に前記レーザ整列アセンブリ(24)のレーザ整列受信機(42)を位置決めすることと、
を含む、請求項12に記載の方法(200)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される主題は、ガスタービンシステムに関し、より詳細には、ガスタービンシステム構成要素を整列および/またはレベリングするためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンは、一般に、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを含む。これらの構成要素の各々は、ガスタービンの動作中に回転するシャフトに結合することができる。タービンのシャフトは、負荷または負荷のシャフトに結合することができる。負荷は、シャフトの回転を介して電力を生成し得る任意の適切な装置であってもよい。例えば、ガスタービンを発電機に結合し、電力網のための電力を生成することができる。いくつかの従来の事例では、整列が達成された後に適所に接合される固定具を調整することなどによって、ガスタービンを手動で発電機と整列させることができる。従来のシステムは、動作前のコストにつながる長い整列および/または設置手順を必要とし得る。
【発明の概要】
【0003】
最初に特許請求する主題の範囲に相応する特定の実施形態を、以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求する主題の範囲を限定することを意図しておらず、むしろ、これらの実施形態は、本主題の可能な形態の概要を提供することのみを意図している。実際、本主題は、以下に記載する実施形態と同様であっても異なっていてもよい様々な形態を包含することができる。
【0004】
第1の実施形態では、システムは、メモリデバイスと、プロセッサとを含む。プロセッサは、プロセッサがガスタービン、負荷、またはその両方の相対位置を示すデータ信号を受信するためのメモリの命令を実行することができる。プロセッサは、相対位置を示すデータ信号に基づいて、ガスタービンの構成要素についての目標移動(target movement)をさらに決定することができる。プロセッサは、目標移動に基づいて、ガスタービンまたは負荷に結合された整列アセンブリの制御コマンドを決定し、次いで整列アセンブリの移動を制御することができる。
【0005】
第2の実施形態では、システムは、ガスタービンシステムのガスタービンに対応する第1のレーザ整列装置と、ガスタービンシステムの負荷に対応する第2のレーザ整列装置とを含み、第1および第2のレーザ整列装置は、通信してガスタービンおよび負荷の相対位置および/または配向を示すデータ信号を決定するように構成される。システムは、ガスタービン、負荷、またはその両方を移動させるように構成された少なくとも1つの調整パッドと、第1のレーザ整列装置、第2のレーザ整列装置、またはその両方からデータ信号を受信し、相対位置および/または配向を示すデータ信号に基づいて、ガスタービン、負荷、またはその両方の目標移動を決定し、目標移動に基づいて、少なくとも1つの調整パッドの少なくとも1つの制御コマンドを決定し、少なくとも1つの制御コマンドを介して少なくとも1つの調整パッドの移動を制御するように構成されたコントローラとをさらに含む。
【0006】
第3の実施形態では、方法は、レーザ整列アセンブリから、ガスタービンシステムの構成要素の相対位置および/または配向を示すデータ信号を受信することを含む。方法は、コントローラを介して、ガスタービンシステムの構成要素の目標移動を決定することと、コントローラを介して、レーザ整列アセンブリの構成要素の少なくとも1つの制御コマンドを決定することとをさらに含む。方法はまた、コントローラを介して、レーザ整列アセンブリの構成要素の移動を制御することを含む。
【0007】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、同様の符号は同様の部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本開示の一態様による、ガスタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
図2】本開示の一態様による、ガスタービンシステムのガスタービンをガスタービンシステムの発電機と整列させるための整列アセンブリを有する図1のガスタービンシステムの一実施形態の側面ブロック図である。
図3】本開示の一態様による、図2の整列アセンブリを制御するために用いることができる制御システムの一実施形態のブロック図である。
図4】本開示の一態様による、図2および図3のガスタービンシステム、対応する整列アセンブリ、および整列アセンブリの対応する制御システムの一実施形態の概略斜視図である。
図5】本開示の一態様による、図2の整列アセンブリの一実施形態の調整パッドの概略上面図である。
図6】本開示の一態様による、図2の整列アセンブリの調整パッドの一実施形態の概略側面図である。
図7】本開示の一態様による、ガスタービンのシャフトを負荷のシャフトと整列させる方法の一実施形態を示すプロセスフロー図である。
図8】本開示の一態様による、図2のガスタービンシステムのガスタービンと発電機を整列させる方法の一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の1つまたは複数の具体的な実施形態について説明する。これらの実施形態に関する簡潔な説明を提供するために、実際の実施態様に関するすべての特徴について本明細書に説明するわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施態様の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施態様に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施態様ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発努力は、複雑で時間がかかるが、それでもなお本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
【0010】
本開示の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「1つの(a、an)」、「この(the)」、および「前記(said)」は、その要素が1つまたは複数存在することを意味することを意図している。「備える(comprising)」、「含む(including)」、および「有する(having)」という用語は、包括的なものであり、列挙された要素以外のさらなる要素が存在してよいことを意味することを意図している。
【0011】
以下で詳細に説明するように、開示された実施形態は、ガスタービンシステムのガスタービンおよび発電機など、ガスタービンシステムの構成要素を整列および/またはレベリングするためのシステムおよび方法を含む。開示された実施形態は、システムをセットアップするときにタービンと発電機との間でシャフトを整列させることに関与する時間を短縮するのを助けることができ、それによってガスタービンシステムの設置に関連するコストの削減および/またはガスタービンシステムの有効効率(例えば、従来の実施形態と比較して)の向上を可能にする整列アセンブリを含む。特定の実施形態では、整列アセンブリは、ガスタービン(またはそのシャフト)および発電機(またはそのシャフト)に結合されたエミッタおよび受信機(例えば、レーザ整列機器)と、エミッタおよび受信機からのフィードバックを利用してガスタービンシステム構成要素の位置を調整するように構成された制御システムとを含むことができる。特定の実施形態では、整列アセンブリを動作させるための制御システムは、様々な構成要素の移動を支援するための油圧システム(例えば、調整パッドおよび/または油圧シリンダ)を含んでもよい。さらに、整列アセンブリは、整列後に取り外し可能であり得、これにより、アセンブリシステムを再利用可能にすること、および/またはいくつかのガスタービンシステムと共に利用することが可能になる。上述したように、自動化整列アセンブリは、従来の実施形態と比較して、ガスタービンシステムの設置に関連するコストを削減することができる。
【0012】
ここで図面を参照すると、図1は、整列アセンブリ24を有するガスタービンシステム10の一実施形態のブロック図である。ガスタービンシステム10は、ガスタービン12(例えば、圧縮機7、燃焼器5、タービン17などを含み得るタービンアセンブリまたは構成要素)と、負荷14とを含むことができる。負荷14は、発電機または他の外部の機械的負荷など、シャフトの回転を介して電力を生成することができる任意の適切な装置であってもよい。例えば、ガスタービン12を発電機に結合し、電力網のための電力を生成することができる。ガスタービンシステム10では、圧縮機7は、吸気口2から空気を受け取ることができ、圧縮機7内の回転ブレードを使用して空気を加圧空気に圧縮することができる。加圧空気は、燃焼器5に供給することができ、そこで燃料ノズル15によって送達された燃料3と混合し、燃焼器5に送ることができる空気-燃料混合物を生成することができる。燃焼器5は、空気-燃料混合物を点火して燃焼させ、次いで高温加圧排気ガスをタービン17のタービンブレードを通して排気出口9に向けて通過させ、それによってガスタービン12のシャフト18を駆動して回転させることができる。タービン17のブレードとタービンシャフト18との間の結合は、タービンシャフト18の回転を引き起こす。次いで、タービンシャフト18の回転は、負荷シャフト20の回転を引き起こし、したがって電力を生成することができる。
【0013】
図2は、ガスタービンシステム10のガスタービン12をガスタービンシステム10の負荷14と整列させるための整列アセンブリ24を有する図1のガスタービンシステム10の一実施形態の側面ブロック図である。ここで図2を参照すると、ガスタービン12の前述の構成要素(例えば、圧縮機7、燃焼器5、タービン17など)は、タービンハウジング11内で支持されてもよく、同様に、負荷14(例えば、負荷アセンブリまたは構成要素)は、負荷ハウジング13内で支持されてもよい。ガスタービン12および負荷14は、タービン-負荷シャフト16を通して結合することができる。タービン-負荷シャフト16は、ガスタービン12と負荷14との間の位置、またはガスタービン12もしくは負荷14内の位置で、カップリング22(例えば、機械的結合)を通して接続されたタービンシャフト18および負荷シャフト20を含むことができる。
【0014】
説明を容易にするために、整列アセンブリ24およびその構成要素は、垂直軸または垂直方向4、側方軸または側方方向6、および縦軸または縦方向8を参照して説明することができる。整列アセンブリ24は、(例えば、設置、組み立て、および/または整列動作中に)ガスタービンシステム10の下に垂直方向4に位置決めすることができ、ガスタービン12および負荷14、ならびに/またはタービンシャフト18および負荷シャフト20などのガスタービンシステム10の様々な構成要素を整列させるために使用することができる。整列アセンブリ24は、ガスタービン12の下に垂直方向4に位置決めされたタービン基礎26と、負荷14の下に垂直方向4に位置決めされた負荷基礎28とを含むことができる。タービン基礎26および負荷基礎28は各々、それぞれの基礎26、28の調整を可能にする1つまたは複数の油圧シリンダを含む。
【0015】
追加的または代替的に、整列アセンブリ24は、送信機40と、受信機42とを含むことができる。整列アセンブリ24は、構成要素間の整列を測定するように構成された任意のタイプの送信機40および受信機42を用いることができる。例えば、送信機40は、タービンシャフト18と負荷シャフト20との間の受信機42との整列の表示を測定および/または提供し得る1つまたは複数のレーザを放射してもよい。すなわち、送信機40はレーザ(例えば、赤外線)エミッタであってもよく、受信機42はレーザ(例えば、赤外線)受信機であってもよい。図示の実施形態では、受信機42を負荷シャフト20上に位置決めすることができ、送信機40をタービンシャフト18上に位置決めすることができる。しかし、受信機42は、タービンシャフト18上、負荷シャフト20上、または整列アセンブリ24および/もしくはガスタービンシステム10の周りの任意の他の場所に位置決めすることができ、この場所は、タービンシャフト18および負荷シャフト20におけるガスタービン12と負荷14との間の整列を測定するのに適している。同様に、送信機40は、タービンシャフト18上、負荷シャフト20上、または整列アセンブリ24および/もしくはガスタービンシステム10の周りの任意の他の場所に位置決めすることができ、この場所は、タービンシャフト18および負荷シャフト20におけるガスタービン12と負荷14との間の整列を測定するのに適している。いくつかの実施形態では、送信機40および/もしくは受信機42は、図3を参照してより詳細に説明するように、送信機40および/もしくは受信機42から受信した信号、または送信機40および/もしくは受信機42からのデータを監視もしくは中継する介在構成要素に少なくとも部分的に基づいて、タービン基礎26および負荷基礎28の移動を制御するように構成されたコントローラ72に結合することができる。
【0016】
図3は、図2の整列アセンブリ24内で用いることができる制御システム70の一実施形態のブロック図である。整列アセンブリ24のコントローラ72(例えば、電子コントローラ)は、送信機40および/または受信機42を含む1つまたは複数のセンサから入力を受信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、前述のように、タービンシャフト18および負荷シャフト20におけるガスタービン12と負荷14との間の整列を測定するのに適した任意の場所に位置決めすることができる1つまたは複数の送信機40および/または受信機42が存在し得る。コントローラ72は、送信機40と受信機42との間の整列特性(例えば、水平、垂直、円周方向の整列)を監視するように構成することができ、それにより送信機40と受信機42の適切な整列は、タービンシャフト18と負荷シャフト20の適切な整列をもたらすことができる(例えば、その整列を示す)。いくつかの実施形態では、受信機42は、さらなる回転のためにタービンシャフト18および負荷シャフト20の結合が可能であるように、タービンシャフト18および/または負荷シャフト20の回転が一直線上にあることを確実にする単一の装置または複数の装置からなることができる。
【0017】
送信機40および受信機42は、それらの間の1つまたは複数の整列を示す1つまたは複数の信号52を送信するようにさらに構成されてもよい。例えば、送信機40は、レーザ(例えば、赤外線)信号を放射することができ、受信機42は、レーザ(例えば、赤外線)信号を受信することができる。コントローラ72は、受信機42がレーザ(例えば、赤外線)信号を受信すること、および/または受信機42がレーザ(例えば、赤外線)信号を受信した場所/配向を示す信号を受信機42から受信することができる。
【0018】
コントローラ72は、ガスタービンシステム10に近接してまたはそこから離れて位置決めすることができ、送信機40および/もしくは受信機42、または介在するデータ中継構成要素から信号52を受信するように構成することができる。コントローラ72は、メモリ74、プロセッサ76、ディスプレイ78、および/または入力80(例えば、特定のデータの手動入力のために)を含むことができる。動作中、コントローラ72は、プロセッサ76において信号52を受信することができる(例えば、上述の受信機42、送信機40、または介在するデータ中継構成要素に電子的に結合された入力ポートを介して)。いくつかの実施形態では、コントローラ72におよび/またはコントローラ72によって送信された入力信号および/または任意の制御信号は、メモリ74に保存することができる。いくつかの実施形態では、入力信号および/または制御信号の表示は、ディスプレイ78を介してオペレータに表示されてもよい。いくつかの実施形態では、入力80は、オペレータによって使用され、整列アセンブリ24の一部である(後述する)1つまたは複数の調整パッド90を制御するために命令をコントローラ72に提供することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ72は、上述したように、プロセッサ76を介して1つまたは複数の調整パッド90を制御するように構成された1つまたは複数の制御信号82を決定および送信することができる。
【0019】
調整パッド90を制御することによって、コントローラ72は、タービンシャフト18と負荷シャフト20の整列、および/またはガスタービン12と負荷14の整列を制御することができる。いくつかの実施形態では、ガスタービン12または負荷14の物理的構造は、完全に剛性でなくてもよい。したがって、コントローラ72は、ガスタービン12および/または負荷14の推定された移動に基づいて制御コマンドを決定することができるが、制御コマンドは、ガスタービンおよび/または負荷14の推定された移動を引き起こさない場合がある。例えば、ガスタービン12の特定の構成要素は、制御コマンドの実施中に互いに対して移動することができ、これにより、実際の移動が推定された移動から逸脱する可能性がある。したがって、整列が達成されるまで、コントローラ72によって反復自動化手法を用いることができる。さらに、コントローラ72は、制御コマンドに関連する推定された移動に加えて、各制御コマンドに応じたガスタービン12および/または負荷14の実際の移動をコントローラ72のメモリ74に記録し得る。経時的に、コントローラ72は、実際の移動のログ、推定された移動、および関連する制御コマンドに基づいて、より正確な移動コマンドを学習することができる。これらおよび他の特徴は、後の図面を参照して以下で詳細に説明される。
【0020】
図4は、調整パッド90を含む、図2および図3の整列アセンブリ24の一実施形態の概略斜視図である。いくつかの実施形態では、調整パッド90がタービン基礎26に接続される。追加的または代替的に、調整パッド90の別の例は、負荷基礎28(図示せず)に接続されてもよい。整列アセンブリ24は、前述のように整列を支援するために、ガスタービン12および負荷14上の適切な任意の場所に送信機40および受信機42を展開することができる。送信機40および/または受信機42からのデータは、コントローラ72(例えば、有線または無線接続を介して)に通信することができ、それによりタービン基礎26または負荷基礎28に対する調整は、コントローラ72による調整パッド90の制御を介して行うことができる。
【0021】
いくつかの実施形態では、調整パッド90は、調整パッド90から、タービン基礎26または負荷基礎28に接続されたアダプタ96に延びることができる物体92(例えば、円筒形の油圧ジャッキなどの油圧ジャッキ)によって整列アセンブリ24に結合される。物体92は、アダプタ96に機械的に結合されてもよい。図4には調整パッド90が1つしか示されていないが、適切な調整を行うのに必要な任意の数が本開示によって企図されている。例えば、タービン基礎26および/または負荷基礎28の各端部に2つの調整パッド90が存在してもよく、したがってガスタービン12と負荷14を整列させるために合計8つの調整パッド90が用いられる。一実施形態では、対向して配置された調整パッド90の各対は、縦方向8に延びるタービン基礎26の側面に配置され、側方方向6に延びるタービン基礎26のそれぞれの側面に近接して配置される。
【0022】
ガスタービン12は、ロープ、ロッド(例えば、金属ロッド)、または何らかの他の結合機構であってもよいストラップ102によってタービン基礎26に固定されてもよい。いくつかの実施形態では、ストラップ102は剛性であり、ガスタービン12をタービン基礎26に固定する。いくつかの実施形態では、ストラップは剛性ではなく、整列のために行われた調整に応じてガスタービン12が比較的予想外の様式で移動することを可能にすることができる。前述のように、コントローラ72は、ガスタービン12および/または負荷14の推定された移動に基づいて制御コマンドを決定することができるが、制御コマンドに関連する制御は、ガスタービン12および/または負荷14の推定された移動を引き起こさない場合がある。例えば、ストラップ102は剛性でない可能性があるため、ガスタービン12の実際の移動は、コントローラによって決定された推定された移動から逸脱する可能性がある。したがって、整列が達成されるまで、コントローラ72によって反復自動化手法を用いることができる。さらに、コントローラ72は、制御コマンドに関連する推定された移動に加えて、各制御コマンドに応じたガスタービン12および/または負荷14の実際の移動を記録し得る。経時的に、コントローラ72は、実際の移動のログ、推定された移動、および関連する制御コマンドに基づいて、より正確な移動コマンドを学習することができる。これらおよび他の特徴は、後の図面を参照して以下で詳細に説明される。
【0023】
図5は、調整パッド90の一実施形態の上面図である。調整パッド90は、調整パッド90のベース104上で移動を引き起こすために電気的または油圧的に電力供給されてもよい。いくつかの実施形態では、物体92(例えば、油圧シリンダ)は、物体92が運動112および116に対応する側方軸または側方方向6に沿って、または運動110および114に対応する縦軸または縦方向8に沿って移動することができるように、調整パッド90のベース104上に載置されてもよい。さらに、物体92(例えば、油圧シリンダ)は、垂直方向4におけるガスタービン(または対応するタービン基礎26)の移動を可能にすることができる。運動110(例えば、縦方向の運動)は、ポート120への油圧接続によって達成されてもよく、運動116(例えば、側方方向の運動)は、ポート122への油圧接続によって達成されてもよく、運動112(例えば、側方方向の運動)は、ポート124への油圧接続によって達成されてもよく、運動114(例えば、縦方向の運動)は、ポート126への油圧接続によって達成されてもよい。追加的または代替的に、様々な方向の運動は、電気的手段によって達成することもできる。ポート130は、調整パッド90に電力供給するためのトランスデューサとして機能することができる。
【0024】
上記を念頭に置いて、図6は、整列アセンブリ24のアダプタ96に結合された調整パッド90の一実施形態の側面図を示している。いくつかの実施形態では、アダプタ96は、その端部でタービン基礎26に取り付けられてもよい。タービン基礎26が示されているが、同様に、負荷基礎28が使用されてもよい。追加的または代替的に、タービン基礎26は、各末端にアダプタ96を含むことができ、各タービン基礎26に対して合計8つのアダプタ96を含み得る。前述のように、物体92(例えば、油圧シリンダ)は、アダプタ96に結合されてもよく、またはいくつかの実施形態では、緩く接続されてもよい。コントローラ72が、運動110、運動112、運動114、または運動116などの特定の方向に移動するように調整パッド90に指示すると、アダプタ96はそれに応じてタービン基礎26を移動させ、次いで対応してガスタービン12を移動させる。さらに、物体92(例えば、油圧シリンダ)は、垂直方向4におけるタービン基礎26の移動を可能にするように制御することができる。
【0025】
図7は、ガスタービン12のタービンシャフト18および負荷14の負荷シャフト20など、図2のガスタービンシステム10の構成要素を整列させるための方法200の一実施形態を示すプロセスフロー図である。方法200は、送信機40および/または受信機42を介して、2つの装置間の測定データまたは整列データを受信すること(ブロック202)を含むことができる。いくつかの実施形態では、受信機42は、送信機40から受信した信号の場所および/または配向を検出する、ガスタービン12、負荷14、タービンシャフト18、および/または負荷シャフト20に結合された信号検出グリッドを含んでもよい。送信機40および/または受信機42は、測定データをコントローラ72に通信することができる。
【0026】
方法200はまた、ガスタービン12と負荷14との間の整列に必要な、または整列に向けて作用する1つまたは複数のガスタービンシステム構成要素の目標移動を決定すること(ブロック204)を含むことができる。例えば、コントローラ72は、測定データが、1つまたは複数のガスタービンシステム構成要素の(側方または縦方向の)側方移動、垂直移動、または側方および垂直移動の組み合わせが整列を容易にし得ることを示すと決定することができる。
【0027】
目標移動を決定した後、コントローラ72は、目標移動に基づいて、制御コマンドを決定する(ブロック206)。いくつかの実施形態では、コントローラ72は、目標移動を引き起こすことを意図した調整パッド90および/または物体92(例えば、油圧シリンダ)を動作させるためのコマンドを決定する。例えば、コントローラ72は、調整パッド90を制御して特定の側方方向に移動させるためのコマンドを決定することができ、および/またはコントローラは、物体92を制御して垂直方向に移動させるためのコマンドを決定することができる。
【0028】
コントローラ72は、制御コマンドに基づいて、調整パッド90および/または物体92(例えば、油圧シリンダ)を制御する(ブロック208)。例えば、コントローラ72は、ガスタービンシステム10の構成要素に対して垂直および水平調整を行う必要があると決定することができ、そのため、調整パッド90および/または物体92(例えば、油圧シリンダ)は、目標移動を引き起こすように制御することができる。
【0029】
移動後、コントローラ72は、送信機40および/または受信機42を介して、2つの装置間の測定データまたは整列データの第2のセットを受信する(ブロック209)。例えば、前述のように、受信機42は、ガスタービン12、負荷14、タービンシャフト18、および/または負荷シャフト20に結合された信号検出グリッドを含むことができ、グリッド上の送信機40からの放射の場所に基づいて、送信機40を検出する。次いで、送信機40および/または受信機42は、測定データをコントローラ72に通信する。他の実施形態では、受信機42は、点検出器を含むことができる。
【0030】
方法200はまた、ガスタービンシステム10の実際の移動が目標移動に対応するかどうかを決定すること(ブロック210)を含む。例えば、前述のように、ガスタービンシステム10および/または負荷14の物理的構造は、剛性でなくてもよい。このため、調整パッド90および/または物体92(例えば、油圧シリンダ)によって引き起こされる実際の移動は、目標移動から逸脱する可能性がある。
【0031】
コントローラが、実際の移動と目標移動との間に差があると決定した場合(ブロック210)、コントローラは、制御コマンド、目標移動、および実際の移動、ならびにそれらの間の対応関係を記録することができる(ブロック220)。いくつかの実施形態では、コントローラ72は、整列手順を改善するために、記録されたデータを将来の反復で利用することができる。例えば、コントローラ72は、経時的に、目標移動(ブロック204)に対応するより精密または正確な制御コマンド(ブロック206)を学習することができる。
【0032】
特定の状況では、目標移動が実際の移動から逸脱しているにもかかわらず、ガスタービン12と負荷14を整列させることができることに留意されたい。例えば、方法200は、ガスタービン12および負荷14を整列に向けて作用させる反復手法を含む。したがって、特定の状況では、コントローラ72は、さらなる目標移動および対応する制御コマンドが必要であり得ることを理解して、目標移動および対応する制御コマンドを決定することができる。すなわち、さらなる制御が必要であると理解して、決定された目標移動および対応する制御コマンドを実行してもよい。これらの状況の一部では、実際の移動は、ガスタービン12と負荷14との間で整列が達成されるように、目標移動から逸脱する可能性がある。このため、実際の移動が目標移動に対応しなかったと決定した後(ブロック210)、および制御コマンド、目標移動、および実際の移動を記録した後(ブロック220)、方法200は、ブロック209からのデータに基づいて、ガスタービン12と負荷14(例えば、発電機)が整列しているかどうかを決定すること(ブロック222)を含むことができる。ガスタービン12と負荷14(例えば、発電機)が整列している場合、制御システムは係合解除を行う(218)か、または係合解除されてもよい。ガスタービン12と負荷14(例えば、発電機)が整列していない場合、方法200は、ブロック204に戻ることができる。
【0033】
ブロック210において実際の移動が目標移動に対応する場合、方法200は、コントローラ72が、次いでガスタービン12と負荷14(例えば、発電機)が整列しているかどうかを決定すること(ブロック216)を含むことができる。いくつかの実施形態では、コントローラ72は、ブロック209からのデータを介してガスタービン12と負荷14(例えば、発電機)が整列していると決定する。ガスタービンシステム10の構成要素が整列している場合、システムは係合解除を行うことができる(ブロック218)。しかし、タービンシャフト18と負荷シャフト20(またはガスタービン12および負荷14のいくつかの他の構成要素)がまだ整列されていないと決定された場合、方法200の別の反復がブロック204で始まる。
【0034】
図8は、ガスタービン12および負荷14(例えば、ガスタービン12のタービンシャフト18および負荷14の負荷シャフト20)など、図2のガスタービンシステム10の構成要素を整列させるための方法300の一実施形態のフロー図である。いくつかの実施形態では、方法300は、ガスタービン12などのガスタービンシステム10の1つの構成要素と、負荷14などのガスタービンシステム10の別の構成要素との間の整列データおよび/または測定データを示す信号をコントローラ72のプロセッサ76で受信すること(ブロック302)を含むことができる。整列を示す信号は、送信機40および受信機42などの1つまたは複数のセンサからプロセッサ76によって受信され得る。
【0035】
方法300は、ガスタービン12などのガスタービンシステム10の構成要素、および負荷14などのガスタービンシステム10の別の構成要素の現在位置を決定することと、適切な整列を達成するために各構成要素が実現する必要があり得る目標移動を決定すること(ブロック304)とをさらに含むことができる。
【0036】
方法300は、調整パッド90および/または物体92(例えば、油圧シリンダ)を制御してガスタービンシステム10の構成要素を整列に向けて移動させるための制御コマンドを決定し、調整パッド90および/または物体92に送信すること(ブロック306)をさらに含むことができる。
【0037】
いくつかの実施形態では、方法300は、調整パッド90および/または物体92(例えば、油圧シリンダ)によって行われた調整の後に、送信機40および受信機42などのセンサから整列データおよび/または測定データの新しいセットを受信すること(ブロック308)をさらに含むことができる。
【0038】
次いで、方法300は、整列がまだ達成されていないと決定し、センサからの整列データおよび/または測定データの新しいセットに基づいて、調整の実際の結果(例えば、実際の移動)と調整の目標結果(例えば、目標移動)との間の偏差を決定することができる(ブロック310)。いくつかの実施形態では、偏差は、ガスタービンシステム10の構成要素を適切に整列させるための目標移動および対応する制御コマンドを決定するための将来の反復における要因として使用されてもよい(例えば、ブロック304および306において)。追加的または代替的に、実際の移動は、ガスタービンシステム10の構成要素を適切に整列させるための目標移動および対応する制御コマンドを決定するための将来の反復における要因として使用されてもよい(例えば、ブロック304および306において)。
【0039】
次いで、方法300は、目標移動、制御コマンド、プロセスの予想される結果、および実際の結果を記録することができる(ブロック312)。いくつかの実施形態では、このログは、方法300の将来の反復で使用することができ、それにより目標移動を達成するためのより精密な制御コマンドを決定することができる(例えば、ブロック304および306)。方法300は、整列が達成されるまで反復的に繰り返されてもよい。上述したように、制御コマンドを決定する反復は、コントローラ72がガスタービンシステム10の構成要素の目標移動と実際の移動との間の相関を記録するので、順次改善することができる。
【0040】
開示された実施形態の技術的効果は、ガスタービンシステムのタービンおよび発電機などの構成要素の整列および/またはレベリングを容易にすることを含み、したがってガスタービンシステム構成要素間のより精密な整列を可能にする。ガスタービンの構成要素間のより精密な整列は、動作中の構成要素の摩耗の低減を可能にし、機器の移動およびセットアップに関連するダウンタイムを減少させることができる。整列アセンブリは、コントローラおよび/または様々なセンサを通じて制御されてもよく、手動のオペレータ調整なしでより効率的および/またはより精密な自動整列を可能にすることができる。調整パッドの移動は、調整パッドを個々に、グループで、またはすべて同時に移動させることができるように制御することができ、ガスタービンシステム構成要素のより効率的および/またはより精密な整列をさらに可能にし得る。整列アセンブリは、ガスタービンシステムの構成要素の整列を決定することができる整列センサなどの様々なセンサを含むことができ、これにより、より効率的および/またはより精密な整列をさらに可能にすることができる。さらに、調整パッド、コントローラ、および/またはセンサを含む整列アセンブリは、所望の整列が達成されると取り外し可能であってもよく、整列および/またはレベリングのために他のガスタービンシステムの下で再利用可能であってもよい。このようにして、整列アセンブリは、他の整列機構とは異なり、整列が達成されると調整パッドを1つのガスタービンシステムの下の適所に接合することができず、単一の整列アセンブリを多くのガスタービンシステムの整列に使用することができるため、コスト節約を可能にすることができる。
【0041】
本明細書は、最良の態様を含む本明細書で論じられる主題を開示するために実施例を使用し、またどのような当業者にも、任意の装置またはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含む本開示の実践を可能にするために十分な開示を使用している。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差異を有さない等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
【符号の説明】
【0042】
2 吸気口
3 燃料
4 垂直軸または垂直方向、垂直方向
5 燃焼器
6 側方軸または側方方向、側方方向
7 圧縮機
8 縦軸または縦方向、縦方向
9 排気出口
10 ガスタービンシステム
11 タービンハウジング
12 ガスタービン
13 負荷ハウジング
14 負荷
15 燃料ノズル
16 タービン-負荷シャフト
17 タービン
18 タービンシャフト
20 負荷シャフト
22 カップリング
24 整列アセンブリ
26 タービン基礎
28 負荷基礎
40 送信機
42 受信機
52 信号
70 制御システム
72 コントローラ
74 メモリ
76 プロセッサ
78 ディスプレイ
80 入力
82 制御信号
90 調整パッド
92 物体
96 アダプタ
102 ストラップ
104 ベース
110 運動
112 運動
114 運動
116 運動
120 ポート
122 ポート
124 ポート
126 ポート
130 ポート
200 方法
300 方法
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
【外国語明細書】